CN116430206A - 用于整板电子元件的自动测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于整板电子元件的自动测试设备，搬运装置先将整板电子元件由取料位置搬运至旋转承载机构，整板电子元件可在旋转承载机构的带动下旋转90度并由定位机构沿X方向夹持，以实现对中。接着，搬运装置将整板电子元件搬运至承载台。多轴驱动机构通过驱动承载台平移及旋转可对整板电子元件实现精确定位，以使其上的多个电芯分别与多个探针机构相对。最后，多轴驱动机构驱动承载台沿Z方向移动，直至多个芯片分别与多个所述探针机构相抵接，测试装置便能够对多个电芯完成测试。由于针对整板电子元件的上料、定位及转移都自动完成，且一次性能够对多个芯片完成测试。因此，上述用于整板电子元件的自动测试设备能够显著提升测试效率。

Description

用于整板电子元件的自动测试设备

技术领域

本发明涉及集成电路测试技术领域，特别涉及一种用于整板电子元件的自动测试设备。

背景技术

芯片出厂前均需要进行测试，以判断其功能是否正常。测试工序通常设置于整个生产制程的后端，经过分割及封装工序后再对单个芯片进行测试。传统的测试采用人工与工装相结合的方式，将测试针卡上各探针机构与芯片上相应的测试点位接触并施加特定压力，便可对芯片进行测试。

由于测试过程需要人工干预，且只能对芯片逐个进行测试，故导致测试效率较低。随着智能化的发展，机械、电子领域所需使用的芯片数量、种类呈爆发式增长，导致传统的测试方式已无法满足日益增长的生产需求。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够提升测试效率的用于整板电子元件的自动测试设备。

一种用于整板电子元件的自动测试设备，包括：

搬运装置；

预定位装置，包括旋转承载机构及定位机构，所述搬运装置用于将整板电子元件由取料位置搬运至所述旋转承载机构，所述旋转承载机构能够带动所承载的整板电子元件绕沿Z方向延伸的轴线旋转，所述定位机构能够沿X方向夹持承载于所述旋转承载机构的整板电子元件；

移动平台，包括多轴驱动机构及承载台，所述多轴驱动机构能够驱动所述承载台沿X方向、Y方向及Z方向平移，并绕沿Z方向延伸的轴线旋转，所述搬运装置能够将整板电子元件由所述旋转承载机构搬运至所述承载台；及

测试装置，包括信号转接板、多个测试板、与多个所述测试板一一对应的多个探针机构，多个所述探针机构呈矩阵分布于所述信号转接板的一侧，并通过所述信号转接板与对应的所述测试板通信连接，所述信号转接板能够将每个所述测试板发出测试信号传递至对应的所述探针机构，并能够将每个所述探针机构收集的反馈信号传递至对应的所述测试板，所述多轴驱动机构通过驱动所述承载台平移及旋转，能够使整板电子元件上多个芯片分别与多个所述探针机构相抵接。

在其中一个实施例中，所述搬运装置包括搬运驱动机构及夹叉，所述夹叉能够承载整板电子元件，所述搬运驱动机构能够驱动所述夹叉绕沿Z方向延伸的轴线旋转，并驱动所述夹叉沿Z方向及垂直于所述Z方向的方向平移。

在其中一个实施例中，所述旋转承载机构包括吸附台及旋转驱动组件，所述吸附台能够承载并吸附整板电子元件，所述旋转驱动组件用于驱动所述吸附台绕沿Z轴延伸的轴线旋转。

在其中一个实施例中，所述定位机构包括定位驱动组件、沿X方向间隔设置的第一定位件及第二定位件，所述定位驱动组件能够驱使所述第一定位件及所述第二定位件相互靠近或远离，以夹持或松开承载于所述旋转承载机构的整板电子元件。

在其中一个实施例中，所述承载台的表面能够产生负压，以吸附承载于所述承载台的整板电子元件。

在其中一个实施例中，所述移动平台还包括清针机构，所述清针机构具有清洁件，所述清针机构设于所述多轴驱动机构的驱动端，所述多轴驱动机构能够驱动所述清针机构沿Z向移动，直至所述清洁件与多个所述探针机构接触。

在其中一个实施例中，所述移动平台还包括顶杆，所述承载台开设有沿Z方向延伸的收容孔，所述顶杆收容于所述收容孔内，所述多轴驱动机构还能够驱动所述顶杆沿Z方向顶升，以使所述顶杆将承载于所述承载台的整板电子元件顶起。

在其中一个实施例中，所述测试装置还包括快换机构，所述快换机构能够带动所述信号转接板沿Z方向升降，并能够带动所述信号转接板沿垂直于Z方向的第一方向平移。

在其中一个实施例中，所述快换机构包括顶升组件及承载组件，所述顶升组件包括顶升驱动件及安装于所述顶升驱动件的驱动端的滑轨，所述顶升驱动件能够驱动所述滑轨沿Z方向升降，所述滑轨沿所述第一方向延伸，所述承载组件与所述信号转接板固定连接，且可滑动地设于所述滑轨。

在其中一个实施例中，所述承载组件包括支撑杆及连杆，所述支撑杆的两端分别设置有滑轮，且所述支撑杆两端的所述滑轮分别可滑动地设于两个所述滑轨上，所述连杆的两端分别与所述支撑杆及所述信号转接板固定连接。

在其中一个实施例中，多个所述测试板排列成两列，所述信号转接板位于两列所述测试板之间。

在其中一个实施例中，还包括视觉定位装置，所述视觉定位装置用于从上下两侧对所述承载台上的整板电子元件拍照并获得整板电子元件的位置信息，所述多轴驱动机构能够根据所述位置信息带动所述承载台平移及旋转，以对整板电子元件进行纠偏。

在其中一个实施例中，还包括上料装置，所述上料装置包括上料驱动机构及用于承载整板电子元件的托板，所述上料驱动机构能够驱动所述托板沿Z方向移动，以使所述托板在上料位置及所述取料位置之间移动，所述搬运装置还能够将整板电子元件由所述承载台搬运至位于所述取料位置的所述托板上。

上述用于整板电子元件的自动测试设备，搬运装置先将整板电子元件由取料位置搬运至旋转承载机构，整板电子元件可在旋转承载机构的带动下旋转90度，并由定位机构沿X方向进行夹持，以对整板电子元件实现对中。接着，搬运装置将整板电子元件搬运至承载台。多轴驱动机构通过驱动承载台平移及旋转可对整板电子元件实现精确定位，以使整板电子元件上的多个电芯分别与多个探针机构相对。最后，多轴驱动机构驱动承载台沿Z方向移动，直至多个芯片分别与多个所述探针机构相抵接，测试装置便能够对多个电芯完成测试。由于针对整板电子元件的上料、定位及转移都自动完成，且一次性能够对多个芯片完成测试。因此，上述用于整板电子元件的自动测试设备能够显著提升测试效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明较佳实施例中用于整板电子元件的自动测试设备的示意图；

图2为图1所示用于整板电子元件的自动测试设备局部结构示意图；

图3为图2所示用于整板电子元件的自动测试设备的局部结构的主视图；

图4为图1所示用于整板电子元件的自动测试设备中测试装置的示意图；

图5为图4所示测试装置翻转后的示意图；

图6为图5所示测试装置中局部A的放大示意图；

图7为图4所示测试装置中探针机构的安装示意图；

图8为图4所示测试装置中顶升组件的结构示意图；

图9为图4所示用测试装置中承载组件的结构示意图；

图10为图1所示用于整板电子元件的自动测试设备中搬运装置的示意图；

图11为图1所示用于整板电子元件的自动测试设备中预定位装置的结构示意图；

图12为图11所示预定位装置的主视图；

图13为图1所示用于整板电子元件的自动测试设备中移动平台的示意图；

图14为图1所示用于整板电子元件的自动测试设备中上料装置的示意图。

附图标记：

10、用于整板电子元件的自动测试设备；100、测试装置；110、信号转接板；120、测试板；130、探针机构；140、信号传输接头；150、快换机构；151、顶升组件；1511、顶升驱动件；1512、滑轨；152、承载组件；1521、支撑杆；1522、连杆；1523、滚轮；160、测试安装板；170、探针机构安装板；200、搬运装置；210、搬运驱动机构210；211、第一基座；212、第一直线导轨；213、第一直线驱动组件；214、第一固定板；215、旋转底板；216、第二直线导轨；217、移动板；218、第二直线驱动组件；219、转动组件；220、夹叉；300、预定位装置；310、旋转承载机构；311、吸附台；312、旋转驱动组件；320、定位机构；321、定位驱动组件；322、第一定位件；323、第二定位件；330、第二基座；331、第三直线导轨；400、移动平台；410、多轴驱动机构；411、X轴平移组件；412、Y轴平移组件；413、Z轴平移组件；414、Z轴旋转组件；420、承载台；430、第三基座；440、清针机构；441、清洁件441；450、顶杆；500、上料装置；510、上料驱动机构；520、托板520；600、视觉定位装置；700、机架。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1至图3，本发明较佳实施例中的用于整板电子元件的自动测试设备10包括测试装置100、搬运装置200、预定位装置300及移动平台400。

测试装置100能够对包括多个芯片的整板电子元件进行测试，多个芯片呈矩阵分布，上述芯片可以是超声波指纹模组。测试装置100包括多个呈矩阵分布的探针机构130(见图5)，当多个探针机构130分别与多个芯片的测试区接触时，测试装置100便可对多个芯片同时进行测试。其中，多个探针机构130的分布方式与待测的整板电子元件上多个芯片的分布方式对应。譬如，整板电子元件上的芯片排列成两列五行，则探针机构130也呈两列五行分布。

此外，上述用于整板电子元件的自动测试设备10一般还包括机架700及工控机(图未标)，测试装置100、搬运装置200、预定位装置300及移动平台400等零部件均安装于机架700上，机架700可以是金属杆材、板材拼接而成的框架结构；工控机可采用预装控制软件的计算机，用于控制上述用于整板电子元件的自动测试设备10的工作过程。

搬运装置200能够从取料位置获取整板电子元件，并带动整板电子元件在预定位装置300及移动平台400之间进行流转。具体的，搬运装置200可先将整板电子元件从取料位置搬运至预定位装置300；待预定位装置300完成对整板电子元件的对中定位等操作后，再将整板电子元件搬运至移动平台400，从而由移动平台400带动整板电子元件配合测试装置100对多个芯片进行测试；最后，搬运装置200将完成测试的整板电子元件搬运至取料位置或其他指定位置，以完成下料。

请一并参阅图14，在本实施例中，用于整板电子元件的自动测试设备10包括上料装置500，上料装置500包括上料驱动机构510及用于承载整板电子元件的托板520，上料驱动机构510能够驱动托板520沿Z方向移动，以使托板520在上料位置及取料位置之间移动。

具体的，Z方向一般指的是设备实际使用场景中的竖直方向。待测的整板电子元件通常叠放于载具(图未示)内，可通过人工或MGV小车将装有多个整板电子元件的载具运送至上料位置，上料位置位于取料位置的下方。在测试之前，上料驱动机构510先驱动托板520沿Z方向移动至上料位置，托板520在上料驱动机构510的驱动下托起装有多个整板电子元件的载具，并能够带动载具上升至取料位置。此时，搬运装置200便可对位于取料位置的载具内的多个整板电子元件依次进行取料。

上料驱动机构510可采用电机和螺纹丝杠副相配合的结构对托板520进行驱动，以获得较高的驱动精度。此外，上料驱动机构510也可采用气缸、电缸等直接顶升的方式对托板520进行驱动。

进一步的，搬运装置200还能够将整板电子元件由移动平台400搬运至位于取料位置的托板520上。整板电子元件测试完成后，搬运装置200可将整板电子元件搬运至原载具内。待载具内所有整板电子元件均完成测试后，托板520还可在上料驱动机构510的驱动下带着载具下降至上料位置，从而便于对完成测试的整板电子元件进行下料。

请一并参阅图10，在本实施例中，搬运装置200包括搬运驱动机构210及夹叉220，夹叉220能够承载整板电子元件，搬运驱动机构210能够驱动夹叉220绕沿Z方向延伸的轴线旋转，并驱动夹叉220沿Z方向及垂直于Z方向的方向平移。

搬运驱动机构210可先驱动夹叉220沿垂直于Z方向的方向平移，从而伸入整板电子元件的下方，再驱动夹叉220沿Z方向提升，便可将整板电子元件托起。接着，搬运驱动机构210再驱动夹叉220旋转及平移，便可将整板电子元件转移至所需位置。最后，夹叉220在搬运驱动机构210的驱动下沿Z方向下降，便可将整板电子元件放置于所需位置。由于夹叉220在绕沿Z方向延伸的轴线旋转的过程中，可带动整板电子元件在X-Y平面内移动，从而能够将整板电子元件转移至X-Y平面内的任意位置，故有助于使得搬运装置200的结构紧凑，占用空间较小。

搬运驱动机构210包括第一基座211、第一直线导轨212、第一直线驱动组件213、第一固定板214、旋转底板215、第二直线导轨216、移动板217、第二直线驱动组件218及转动组件219。

第一直线导轨212沿Z方向延伸，第二直线导轨216垂直于第一直线导轨212。第一直线导轨212及第一直线驱动组件213均设置于第一基座211，第一固定板214可滑动地设置于第一直线导轨212并与第一直线驱动组件213传动连接，第一直线驱动组件213可采用电机和螺纹丝杠副相配合的结构。旋转底板215可转动地安装于第一固定板214，并与转动组件219传动连接。转动组件219可通过电机、皮带轮及传动皮带相配合的方式带动旋转底板215进行旋转。第二直线导轨216及第二直线驱动组件218均设置于旋转底板215上，移动板217可滑动地设置于第二直线导轨216，并能够在第二直线驱动组件218的驱动下沿第二直线导轨216滑动，夹叉220固定于移动板217上。

请一并参阅图11及图12，预定位装置300包括旋转承载机构310及定位机构320，旋转承载机构310能够承载由搬运装置200搬运至预定位装置300的整板电子元件。而且，旋转承载机构310能够带动所承载的整板电子元件绕沿Z方向延伸的轴线旋转，定位机构320能够沿X方向夹持承载于旋转承载机构310的整板电子元件。

当整板电子元件被搬运至旋转承载机构310上后，定位机构320先沿X方向夹持整板电子元件，以进行第一次定位；接着，定位机构320松开整板电子元件，旋转承载机构310带动所承载的整板电子元件旋转90度；定位机构320再次沿X方向夹持整板电子元件，以进行第二次定位；通过两次定位后，整板电子元件的中心便与旋转承载机构310旋转轴的中心重合，从而对整板电子元件实现对中定位。旋转承载机构310再带动整板电子元件旋转，便能够将整板电子元件调整至测试所需的方向。

在本实施例中，旋转承载机构310包括吸附台311及旋转驱动组件312，吸附台311能够承载并吸附整板电子元件，旋转驱动组件312用于驱动吸附台311绕沿Z轴延伸的轴线旋转。

由于吸附台311能够吸附整板电子元件，故在旋转驱动组件312带动吸附台311及整板电子元件绕沿Z轴延伸的轴线旋转时，能够防止整板电子元件相对于吸附台311发生相对滑动，从而保证整板电子元件的位置精度。具体的，吸附台311上可设置气接头(图未标)，气接头能够与真空发生器(图未示)连通，从而在吸附台311的表面产生负压，以吸附整板电子元件。吸附台311一般呈圆盘状，也可呈矩形或其他形状。

预定位装置300还包括第二基座330及传感器(图未标)，吸附台311可通过轴承座与芯轴相配合的方式可转动地安装于第二基座330，旋转驱动组件312则具体可通过电机与皮带相配合等方式带动吸附台311旋转。传感器用于检测吸附台311上的整板电子元件是否到位。

在本实施例中，定位机构320包括定位驱动组件321、沿X方向间隔设置的第一定位件322及第二定位件323。其中，定位驱动组件321能够驱使第一定位件322及第二定位件323相互靠近或远离，以夹持或松开承载于旋转承载机构310的整板电子元件。

第一定位件322及第二定位件323分别位于吸附台311在X方向上的两侧。当定位驱动组件321驱动第一定位件322及第二定位件323相互远离时，搬运装置200能够将整板电子元件放置于吸附台311，而当定位驱动组件321驱动第一定位件322及第二定位件323相互靠近时，第一定位件322及第二定位件323能分别与整板电子元件的两侧边缘抵接，从而将整板电子元件夹紧，以实现定位。

第一定位件322及第二定位件323可以呈柱状、块状等结构，本实施例中的第一定位件322为定位块，第二定位件323为两个间隔设置的定位柱。如此，当第一定位件322及第二定位件323将整板电子元件夹紧时，能够对整板电子元件实现三点支撑，夹紧效果较佳。

具体的，第二基座330上设置有沿X方向延伸的第三直线导轨331，第一定位件322及第二定位件323均可滑动地安装于第三直线导轨331上。定位驱动组件321则可通过电机与同步带轮相配合等方式带动第一定位件322及第二定位件323同步沿第三直线导轨331滑动。

进一步的，在本实施例中，第一定位件322及第二定位件323与整板电子元件接触的部分设置成弹性结构。

具体的，可在第一定位件322及第二定位件323外侧包覆硅胶、橡胶、海绵等弹性材料，以形成上述弹性结构，弹性结构在与整板电子元件接触时可起到缓冲作用。如此，在定位机构320对承载于旋转承载机构310上的整板电子元件进行对中定位的过程中，能够避免因第一定位件322及第二定位件323的碰撞对整板电子元件造成损伤。

请一并参阅图13，移动平台400包括多轴驱动机构410及承载台420，多轴驱动机构410能够驱动承载台420沿X方向、Y方向及Z方向平移，并绕沿Z方向延伸的轴线旋转。承载台420能够承载整板电子元件，可以是金属加工出的板状、块状结构。为了获得较佳的支撑效果，承载台420一般大于整板电子元件，故整板电子元件能够完全承载于承载台420的承载面，避免出现悬空。

具体在本实施例中，多轴驱动机构410包括X轴平移组件411、Y轴平移组件412、Z轴平移组件413及Z轴旋转组件414。其中，Z轴旋转组件414安装于Z轴平移组件413的驱动端，Z轴平移组件413安装于Y轴平移组件412的驱动端，Y轴平移组件412安装于X轴平移组件411的驱动端，承载台420安装于Z轴旋转组件414的旋转端。

移动平台400还包括起支撑作用的第三基座430，X轴平移组件411设置于第三基座430上。X轴平移组件411可采用电机、螺纹丝杠副及导轨相配合的形式，Y轴平移组件412可采用与X轴平移组件411相同的结构。Z轴平移组件413可采用气缸驱动的方式进行Z方向上的升降驱动，Z轴旋转组件414则可通过旋转电机实现旋转驱动。

待预定位装置300对整板电子元件完成对中定位后，搬运装置200便将整板电子元件由旋转承载机构310搬运至承载台420。多轴驱动机构410先驱动承载台420沿X方向、Y方向平移，并绕沿Z方向延伸的轴线旋转，从而对整板电子元件进行纠偏，以使整板电子元件上的多个电芯分别与多个探针机构130对齐。接着，多轴驱动机构410驱动承载台420沿Z方向移动，直至每个芯片的测试区分别与对应的探针机构130相抵接，测试装置100便能够对多个电芯完成测试。由于针对整板电子元件的上料、定位及转移都自动完成，且一次性能够对多个芯片完成测试，故能够显著提升测试效率。

在本实施例中，承载台420的表面能够产生负压，以吸附承载于承载台420的整板电子元件。如此，在多轴驱动机构410驱动承载台420平移及旋转的过程中，能够避免整板电子元件与承载台420发生相对位移，从而保证整板电子元件的位置精度。

请再次参阅图3及图13，在本实施例中，移动平台400还包括清针机构440，清针机构440具有清洁件441，清针机构440设于多轴驱动机构410的驱动端。其中，多轴驱动机构410能够驱动清针机构440沿Z向移动，直至清洁件441与多个探针机构130接触。

在经过长时间的工作后，探针机构130上可能会沾染污渍，从而影响测试的正常进行。此时，多轴驱动机构410可驱动清针机构440沿Z向靠近探针机构130，直至清洁件441与多个探针机构130接触。通过使清洁件441与探针机构130之间进行摩擦，便可清除探针机构130上的污渍。

具体的，清洁件441可以是海绵块，当多轴驱动机构410驱动清洁件441与多个探针机构130接触时，多个探针机构130能够插入海绵块内。此外，清针机构440还可设置清洁驱动组件(图未示)，该清洁驱动组件能够驱动清洁件441振动或往复移动，从而能够提升清洁件441对探针机构130的清洁效果。

请再次参阅图13，在本实施例中，移动平台400还包括顶杆450，承载台420开设有沿Z方向延伸的收容孔(图未标)，顶杆450收容于收容孔内，多轴驱动机构410还能够驱动顶杆450沿Z方向顶升，以使顶杆450将承载于承载台420的整板电子元件顶起。

在对整板电子元件进行测试的过程中，顶杆450完全缩回至收容孔内，整板电子元件能够与承载台420的承载面完全贴合。而在对整板电子元件测试完毕后，顶杆450则在多轴驱动机构410的驱动下伸出收容孔，从而将整板电子元件顶起。此时，整板电子元件悬空，从而方便搬运装置200对完成测试的整板电子元件进行下料操作。

请再次参阅图2及图3，在本实施例中，用于整板电子元件的自动测试设备10还包括视觉定位装置600，视觉定位装置600用于从上下两侧对承载台420上的整板电子元件拍照并获得整板电子元件的位置信息，多轴驱动机构410能够根据该位置信息带动承载台420平移及旋转，以对整板电子元件进行纠偏。

具体的，视觉定位装置600可设置沿上下方向间隔设置的两个CCD相机，承载台420位于两个CCD相机。两个CCD相机能够同时对承载台420上的整板电子元件拍照，从而能够更加精确的获得整板电子元件的位置信息。多轴驱动机构410根据视觉定位装置600获得的位置信息对整板电子元件进行纠偏，便可使整板电子元件中每个芯片均与对应的探针机构130对齐。

请一并参阅图4及图5，在本实施例中，测试装置100还包括信号转接板110及测试板120。

测试板120及探针机构130均设置有多个且数量相同，多个探针机构130与多个测试板120一一对应。而且，多个探针机构130通过信号转接板110与对应的测试板120通信连接。每个测试板120发出的测试信号能够通过信号转接板110传递至对应的探针机构130，而每个探针机构130收集到的反馈信号也可通过信号转接板110传递至对应的测试板120。

信号转接板110上集成有电容、电阻及电感等电子元器件，构成能够实现电信号分发及收集的集成电路，可采用PCB板。多个探针机构130分布于信号转接板110的一侧，并呈矩阵分布。

请一并参阅图7，为了方便安装多个探针机构130，测试装置100还设置有探针机构安装板170。多个探针机构130先固定于探针机构安装板170，再通过探针机构安装板170与信号转接板110进行安装。

测试时，多轴驱动机构410先通过带动承载台420平移及旋转，以使所承载的整板电子元件上的多个芯片分别与多个探针机构130对齐；多轴驱动机构410在带动承载台420沿Z方向顶升，直至每个探针机构130分别与对应的芯片的测试区接触。接着，启动多个测试板120分别发出测试信号，多组测试信号经信号转接板110分别传递至对应的探针机构130并进入芯片内。测试信号进入芯片内即可生成反馈信号，反馈信号可由对应的探针机构130获得。而且，反馈信号的类型与芯片内部的结构有关。内部存在缺陷的芯片所产生的反馈信号与良品芯片所产生的反馈信号不同，且存在两种不同缺陷的芯片所产生的反馈信号也存在差异。

每个探针机构130将收集的反馈信号通过信号转接板110传递至对应的测试板120。每个测试板120通过对接收到的反馈信号进行比对，便可判断对应的芯片是否合格。具体的，测试板120内置有控制器(如单片机)，且预装有测试程序，该测试程序为现有程序。在该测试程序的驱动下，测试板120在接收到反馈信号后便可将其与预先存储的参考信号进行比对。如此，便可判断对应的芯片是否存在缺陷以及缺陷的类型。

测试装置100能够直接对包括多个芯片的整板电子元件进行测试，且测试工序在分割及封装之前。而且，测试装置100在使多个探针机构130与多个芯片接触后，便可自动完成后续的测试过程。由于一次性对多个芯片完成自动测试，故上述测试装置100能够显著提升测试效率。

此外，多个测试板120还能够将测试结果通过有线传输或无线传输的方式传回工控机，并由工控机输出测试结果及测试图像。而且，工控机还可根据坐标信息控制打标装置(图未示)对存在缺陷的芯片进行打标，以方便后续工序中将存在缺陷的芯片剔除。

在本实施例中，多个测试板120排列成两列，信号转接板110位于两列测试板120之间。

多个测试板120可分别从信号转接板110的两侧边缘与信号转接板110实现连接，从而合理利用空间并使结构更紧凑。而且，将多个测试板120排列成两列，能够增大各测试板120之间的间距，从而有效地避免信号传输过程中产生的电磁干扰互相影响。

在本实施例中，多个测试板120与信号转接板110可拆卸地连接。在不同型号的整板电子元件上，其芯片的排列方式及间距存在差异。因此，在测试不同型号的整板电子元件时，可将信号转接板110及其上的探针机构130拆下并更换与待测整板电子元件相匹配的信号转接板110及探针机构130。如此，可提升测试装置100的兼容性。

具体的，多个测试板120可通过支架固定安装于机架700上。每个测试板120内预装多套测试程序，能够分别适用于对多种型号的整板电子元件进行测试。因此，在测试不同型号的整板电子元件时，控制测试板120进行测试程序的切换即可，无需对测试板120进行更换。

请一并参阅图6，具体在本实施例中，测试装置100还包括多个信号传输接头140，多个测试板120分别通过多个信号传输接头140与信号转接板110可拆卸地连接。信号传输接头140的两端一般通过插接的方式与信号转接板110及对应的测试板120实现连接，故拆装方便。因此，在测试不同型号的整板电子元件时，便于对信号转接板110及探针机构130进行更换。

在本实施例中，测试装置100还包括快换机构150，快换机构150能够带动信号转接板110沿Z方向升降，并能够带动信号转接板110沿垂直于Z方向的第一方向平移。

第一方向可与上述X方向或Y方向一致，即可以是左右方向或前后方向。在更换信号转接板110及探针机构130时，快换机构150先将信号转接板110顶升，直至信号转接板110与测试板120分离；再带动信号转接板110沿第一方向平移，便可将原来的信号转接板110及探针机构130从多个测试板120上方移出。接着，在快换机构150上装上新的信号转接板110及探针机构130，再由快换机构150带动新的信号转接板110及探针机构130按原路线返回，直至信号转接板110与多个测试板120实现对接即可。

由于信号转接板110及探针机构130体积及重量较大，单靠人工操作比较困难，故在快换机构150的辅助下能够使针对信号转接板110及探针机构130的更换操作更快捷、更省力。

请一并参阅图8，在本实施例中，快换机构150包括顶升组件151及承载组件152。其中，顶升组件151包括顶升驱动件1511及安装于顶升驱动件1511的驱动端的滑轨1512。顶升驱动件1511能够驱动滑轨1512沿Z方向升降，滑轨1512沿第一方向延伸，承载组件152与信号转接板110固定连接，且可滑动地设于滑轨1512。

顶升驱动件1511可采用气缸或电机丝杠副的结构。顶升驱动件1511将滑轨1512顶升后，信号转接板110也将随承载组件152沿Z方向顶升从而与测试板120分离。此时，承载组件152、信号转接板110及多个探针机构130的重量由滑轨1512承担。接着，操作人员推动承载组件152沿滑轨1512滑动，便可带动信号转接板110及探针机构130沿第一方向平移。

由于滑轨1512与承载组件152之间摩擦力较小，且信号转接板110及多个探针机构130的重量由滑轨1512承担，故操作人员推动承载组件152滑动时并不费力。由此可见，快换机构150只需设置顶升驱动件1511这一个驱动机构便可达到快速更换信号转接板110及探针机构130的目的，故快换机构150在省力的同时还能避免结构复杂。

进一步的，在本实施例中，两个顶升组件151沿第二方向间隔设置，第二方向垂直于Z方向及第一方向。信号转接板110位于两个顶升组件151之间，承载组件152可滑动地设于两个滑轨1512。也就是说，两个顶升组件151能够从第二方向的两侧同时对信号转接板110施加作用力，故能够使得信号转接板110受力更平衡，在沿Z方向升降的过程中不易偏斜。第二方向可与上述X方向及Y方向中的另一个一致，可以是前后方向或左右方向。

更进一步的，在本实施例中，承载组件152设置有两个，两个承载组件152沿第一方向间隔设置。两个承载组件152能够从第一方向的两侧对信号转接板110施加作用力，故能够使得信号转接板110受力更平衡。可见，在两个顶升组件151及两个承载组件152的作用下，能够保证信号转接板110的姿态稳定，使其能够顺利与多个测试板120实现分离或对接。

请一并参阅图9，在本实施例中，承载组件152包括支撑杆1521及连杆1522，支撑杆1521的两端分别设置有滑轮1523，且支撑杆1521两端的滑轮1523分别可滑动地设于两个滑轨1512上。连杆1522的两端分别与支撑杆1521及信号转接板110固定连接。

连杆1522的一端可通过焊接的方式与支撑杆1521连接，另一端可通过螺纹紧固的方式与信号转接板110连接。滑轮1523与滑轨1512配合，能够进一步减小承载组件152与滑轨1512之间的摩擦力，从而使得人工推动承载组件152沿滑轨1512滑动时更省力、更顺畅。

此外，在本实施例中，测试装置100还包括测试安装板160，信号转接板110固定于测试安装板160的一侧，承载组件152与测试安装板160背向信号转接板110的一侧固定连接。

测试安装板160可以是金属压铸件或冲压件，能够对信号转接板110进行支撑，承载组件152通过测试安装板160与信号转接板110实现固定连接。同时，测试安装板160还能够对信号转接板110提供保护，防止信号转接板110及探针机构损伤。

测试安装板160的表面开设有多个避位孔(图未标)，避位孔能够暴露出信号传输接头140，从而在更换信号转接板110方便对信号传输接头140进行拔插。而且，测试安装板160两侧的边缘形成有翻边(图未标)，该翻边能够与安装测试板120的支架相承靠。

显然，在其他实施例中，承载组件152，具体为连杆1522也可直接与信号转接板110固定连接。

上述用于整板电子元件的自动测试设备10，搬运装置200先将整板电子元件由取料位置搬运至旋转承载机构310，整板电子元件可在旋转承载机构310的带动下旋转90度，并由定位机构320沿X方向进行夹持，从而对整板电子元件实现对中。接着，搬运装置200将整板电子元件搬运至承载台420。多轴驱动机构410通过驱动承载台420平移及旋转可对整板电子元件实现精确定位，以使整板电子元件上的多个电芯分别与多个探针机构130相对。最后，多轴驱动机构410驱动承载台420沿Z方向移动，直至多个芯片分别与多个所述探针机构130相抵接，测试装置100便能够对多个电芯完成测试。由于针对整板电子元件的上料、定位及转移都自动完成，且一次性能够对多个芯片完成测试。因此，上述用于整板电子元件的自动测试设备10能够显著提升测试效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种用于整板电子元件的自动测试设备，其特征在于，包括：

搬运装置；

预定位装置，包括旋转承载机构及定位机构，所述搬运装置用于将整板电子元件由取料位置搬运至所述旋转承载机构，所述旋转承载机构能够带动所承载的整板电子元件绕沿Z方向延伸的轴线旋转，所述定位机构能够沿X方向夹持承载于所述旋转承载机构的整板电子元件；

移动平台，包括多轴驱动机构及承载台，所述多轴驱动机构能够驱动所述承载台沿X方向、Y方向及Z方向平移，并绕沿Z方向延伸的轴线旋转，所述搬运装置能够将整板电子元件由所述旋转承载机构搬运至所述承载台；及

测试装置，包括信号转接板、多个测试板、与多个所述测试板一一对应的多个探针机构，多个所述探针机构呈矩阵分布于所述信号转接板的一侧，并通过所述信号转接板与对应的所述测试板通信连接，所述信号转接板能够将每个所述测试板发出测试信号传递至对应的所述探针机构，并能够将每个所述探针机构收集的反馈信号传递至对应的所述测试板，所述多轴驱动机构通过驱动所述承载台平移及旋转，能够使整板电子元件上多个芯片分别与多个所述探针机构相抵接。

2.根据权利要求1所述的用于整板电子元件的自动测试设备，其特征在于，所述搬运装置包括搬运驱动机构及夹叉，所述夹叉能够承载整板电子元件，所述搬运驱动机构能够驱动所述夹叉绕沿Z方向延伸的轴线旋转，并驱动所述夹叉沿Z方向及垂直于所述Z方向的方向平移。

3.根据权利要求1所述的用于整板电子元件的自动测试设备，其特征在于，所述旋转承载机构包括吸附台及旋转驱动组件，所述吸附台能够承载并吸附整板电子元件，所述旋转驱动组件用于驱动所述吸附台绕沿Z轴延伸的轴线旋转。

4.根据权利要求1所述的用于整板电子元件的自动测试设备，其特征在于，所述定位机构包括定位驱动组件、沿X方向间隔设置的第一定位件及第二定位件，所述定位驱动组件能够驱使所述第一定位件及所述第二定位件相互靠近或远离，以夹持或松开承载于所述旋转承载机构的整板电子元件。

5.根据权利要求1所述的用于整板电子元件的自动测试设备，其特征在于，所述承载台的表面能够产生负压，以吸附承载于所述承载台的整板电子元件。

6.根据权利要求1所述的用于整板电子元件的自动测试设备，其特征在于，所述移动平台还包括清针机构，所述清针机构具有清洁件，所述清针机构设于所述多轴驱动机构的驱动端，所述多轴驱动机构能够驱动所述清针机构沿Z向移动，直至所述清洁件与多个所述探针机构接触。

7.根据权利要求1所述的用于整板电子元件的自动测试设备，其特征在于，所述移动平台还包括顶杆，所述承载台开设有沿Z方向延伸的收容孔，所述顶杆收容于所述收容孔内，所述多轴驱动机构还能够驱动所述顶杆沿Z方向顶升，以使所述顶杆将承载于所述承载台的整板电子元件顶起。

8.根据权利要求1所述的用于整板电子元件的自动测试设备，其特征在于，所述测试装置还包括快换机构，所述快换机构能够带动所述信号转接板沿Z方向升降，并能够带动所述信号转接板沿垂直于Z方向的第一方向平移。

9.根据权利要求8所述的用于整板电子元件的自动测试设备，其特征在于，所述快换机构包括顶升组件及承载组件，所述顶升组件包括顶升驱动件及安装于所述顶升驱动件的驱动端的滑轨，所述顶升驱动件能够驱动所述滑轨沿Z方向升降，所述滑轨沿所述第一方向延伸，所述承载组件与所述信号转接板固定连接，且可滑动地设于所述滑轨。

10.根据权利要求9所述的用于整板电子元件的自动测试设备，其特征在于，所述承载组件包括支撑杆及连杆，所述支撑杆的两端分别设置有滑轮，且所述支撑杆两端的所述滑轮分别可滑动地设于两个所述滑轨上，所述连杆的两端分别与所述支撑杆及所述信号转接板固定连接。

11.根据权利要求1所述的用于整板电子元件的自动测试设备，其特征在于，多个所述测试板排列成两列，所述信号转接板位于两列所述测试板之间。

12.根据权利要求1所述的用于整板电子元件的自动测试设备，其特征在于，还包括视觉定位装置，所述视觉定位装置用于从上下两侧对所述承载台上的整板电子元件拍照并获得整板电子元件的位置信息，所述多轴驱动机构能够根据所述位置信息带动所述承载台平移及旋转，以对整板电子元件进行纠偏。

13.根据权利要求1所述的用于整板电子元件的自动测试设备，其特征在于，还包括上料装置，所述上料装置包括上料驱动机构及用于承载整板电子元件的托板，所述上料驱动机构能够驱动所述托板沿Z方向移动，以使所述托板在上料位置及所述取料位置之间移动，所述搬运装置还能够将整板电子元件由所述承载台搬运至位于所述取料位置的所述托板上。

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